見證

　　　到現(xiàn)在，長征系列火箭已經(jīng)進行了117次發(fā)射，而新一代長征火箭的研制也在緊鑼密鼓地進行中。長征系列火箭發(fā)射的歷程，既是我國航天事業(yè)從無到有、從弱到強的足跡，也見證了我國航天人近半個世紀(jì)的風(fēng)雨兼程……

　　1970年4月24日，“長征”一號火箭升空，這是我國長征系列火箭的首次發(fā)射，伴隨太空中傳來的“東方紅”樂曲，我國航天活動的序幕就此拉開。

　　1975年11月26日，長征系列火箭第4次發(fā)射，我國第一顆返回式衛(wèi)星準(zhǔn)確入軌。這次成功發(fā)射使中國成為世界上繼美蘇之后第三個掌握衛(wèi)星返回技術(shù)和航天遙感技術(shù)的國家。

　　2003年10月15日，長征系列火箭第71次發(fā)射，將“神舟”五號載人飛船送入太空，從此，宇宙空間開始出現(xiàn)中國人的身影。

　　2007年6月1日，“長征”三號甲運載火箭將“鑫諾”衛(wèi)星送入軌道，這是長征系列火箭的第100次發(fā)射，總成功率達93%。

　　導(dǎo)彈“變身”運載火箭

　　1964年春，26歲的茹家欣剛剛從哈爾濱軍事工程學(xué)院畢業(yè)，這位后來的運載火箭專家，被分配到國防部第五研究院一分院，這是我國當(dāng)時負責(zé)研制運載火箭的機構(gòu)，他在這里的工作，是參與某型號導(dǎo)彈研制。

　　時光荏苒。如今已是古稀老人的茹家欣回憶道：“‘長征’一號運載火箭是在某型號導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上研制的。此型號和‘長征’一號在研制過程中并沒有嚴(yán)格地分開。‘長征’一號火箭的一、二級就是這型號導(dǎo)彈，如果此型號導(dǎo)彈研制成功，就相當(dāng)于‘長征’一號的前兩級成功了。”

　　說起來簡單，但當(dāng)時研究人員需要解決一系列技術(shù)問題。首先是級間分離技術(shù)。經(jīng)過研究，最終決定使用熱分離的方法來完成這一工作。即二級火箭發(fā)動機在一級發(fā)動機熄火前零點幾秒提前發(fā)動，通過二級發(fā)動機產(chǎn)生的噴焰將一級火箭“噴”出去，實現(xiàn)分離。這一技術(shù)經(jīng)過四次飛行試驗后終獲成功。另外，相比火箭一級發(fā)動機，火箭二級延長了發(fā)動機的噴管，使噴口加大。

　　導(dǎo)彈實驗成功，標(biāo)志著“長征”一號的一級、二級火箭已準(zhǔn)備就緒。但彈道導(dǎo)彈畢竟不同于運載火箭。彈道導(dǎo)彈只注重速度，速度越高，射程越遠。但火箭不僅要求速度，還要求高度。高度不足，衛(wèi)星運動阻力就大，導(dǎo)致其很快減速。如果高度在100公里以下，大氣阻力很快會使衛(wèi)星墜落，而高度在150公里以下，衛(wèi)星的壽命也只有五六天。因此對于發(fā)射衛(wèi)星來說，高度至少在180公里以上。

　　“東方紅”一號是我國發(fā)射的第一顆衛(wèi)星，當(dāng)時控制技術(shù)還不是很成熟，偏差較大，因此設(shè)計軌道時高度選在300公里以上。“此時如果偏低幾十公里，高度就接近200公里了。如果設(shè)計高度是200公里，再偏低幾十公里，實際高度可能只有100公里，就有掉下來的風(fēng)險。”茹家欣說。

　　因此，為了達到設(shè)計高度，必須在導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上，再加一個三級火箭。當(dāng)時為了搶時間，沒有采用相對復(fù)雜的液體發(fā)動機，使用的是技術(shù)比較成熟的固體燃料發(fā)動機。這樣，當(dāng)二級火箭點火后，速度已經(jīng)達到6000米/秒左右，關(guān)機后仍可依靠慣性繼續(xù)飛行，當(dāng)達到預(yù)定高度后，三級火箭點火加速，將衛(wèi)星送入軌道。

　　“長征”一號首發(fā)，便成功將“東方紅”一號衛(wèi)星送入軌道，從此揭開我國航天活動的序幕。后來，“長征”一號又進行了第二次發(fā)射，成功將“實踐一號”試驗衛(wèi)星送入軌道。至此，“長征”一號的兩次發(fā)射均獲成功。

　　從“一號”到“二號”的技術(shù)飛躍

　　在“長征”一號飛行成功之后，中國運載火箭技術(shù)研究院繼而又研制了我國的第二個液體運載火箭“長征”二號。都是脫胎于導(dǎo)彈，但“長征”二號是二級火箭，而且在技術(shù)和性能上有了大幅度提高。

　　茹家欣說，“長征”二號采用了當(dāng)時新研制的75噸推力發(fā)動機，大大超過“長征”一號所用的發(fā)動機，后來我們所有的運載火箭都是以75噸發(fā)動機為基礎(chǔ)研制的。雖然發(fā)動機性能提高，但和“長征”一號一樣，“長征”二號在導(dǎo)彈變火箭過程中，也是解決了一系列技術(shù)難題后才得以實現(xiàn)。

　　盡管導(dǎo)彈的發(fā)動機推力很大，但達不到衛(wèi)星要求的高度。當(dāng)時此型號的二級火箭裝有兩種發(fā)動機，一種是75噸發(fā)動機，推力大，但方向固定，如果火箭出現(xiàn)誤差無法校正。還有一種游動發(fā)動機，推力較小，有4個噴管，每個噴管產(chǎn)生1.2噸推力。但噴管可以擺動，控制火箭的姿態(tài)。

　　安裝游動發(fā)動機的目的，一是為了調(diào)整火箭的姿態(tài)，二是為了提高火箭精度。因為當(dāng)大推力發(fā)動機關(guān)機后，動力不會馬上消失，殘留燃料會繼續(xù)燃燒產(chǎn)生推力。這種推力的誤差較大，需要游動發(fā)動機進行調(diào)整。當(dāng)大推力發(fā)動機關(guān)機，推力完全消失后，游動發(fā)動機才會關(guān)機。作為導(dǎo)彈，此時游動發(fā)動機只需要在大推力發(fā)動關(guān)機后再工作十幾秒，關(guān)機高度為130公里左右，但這個高度不能滿足衛(wèi)星的入軌高度要求。

　　研究人員想出一個辦法，那就是大推力發(fā)動機提前關(guān)機，將游動發(fā)動機的工作時間由十幾秒增加到200秒，使整個二級火箭有足夠的飛行時間去爬高。這樣使近地點高度達到要求的180公里，遠地點高度近300公里。由于控制水平比“長征”一號時提高很多，誤差只有幾公里，這個高度足以達到對地觀測衛(wèi)星的要求。

　　后來，在“長征”二號的基礎(chǔ)上，研究人員不斷改進，研制出新型號“長征”二號丙，使火箭的運載能力從1800公斤猛增到3000公斤。改進主要是將火箭的結(jié)構(gòu)強度降了下來。茹家欣說，“長征”一號和二號都是在導(dǎo)彈基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但導(dǎo)彈和火箭不同，導(dǎo)彈要求在任何條件下都能發(fā)射，對強度要求很高。火箭則不需要，可以選擇適宜的條件發(fā)射，結(jié)構(gòu)強度沒必要那么強。因此按導(dǎo)彈的要求去設(shè)計火箭，是很不必要的。降低了強度，火箭的運載能力則得到了相應(yīng)的提高。

　　中國火箭技術(shù)研究院總體設(shè)計部總體室的王國輝主任參與的第一次發(fā)射便是“長征”二號丙運載返回式衛(wèi)星的任務(wù)。那次他和同事經(jīng)過幾個月努力，成功進行了第一次火箭在大氣層內(nèi)拋棄整流罩的嘗試，圓滿完成發(fā)射任務(wù)。

　　“長征”二號火箭共發(fā)射4次，3次成功，只有第一次失敗。當(dāng)時一根控制信號導(dǎo)線折斷，火箭在起飛20秒以后姿態(tài)失穩(wěn)，火箭自毀。對于失敗，茹家欣和王國輝都表示，航天從本質(zhì)上說就是個科學(xué)實驗，只要是實驗就有可能失敗。而且航天工程太復(fù)雜，上萬個元器件，有一個出問題就會導(dǎo)致失敗。關(guān)鍵是要分析失敗的原因，從失敗中解決技術(shù)問題，來促進火箭的研究。從總體看，我國火箭發(fā)射失敗率較其他國家要低，而且隨著技術(shù)的成熟，自1997年至今，我國火箭發(fā)射便再無失敗的記錄。